[发明专利]基于形状记忆合金驱动器的快换接头

说明书

基于形状记忆合金驱动器的快换接头，属于机器人技术领域。本发明的基于形状记忆合金驱动器的快换接头，包括执行机构、形状记忆合金双程驱动器、电气接口及传感系统；所述的形状记忆合金双程驱动器、电气接口及传感系统均与执行机构的主动连接板和被动接口板连接。本发明具有体积小，连接稳定可靠，具备较大的连接刚度，同时响应时间短等突出优点。在结构上面优化设计，提高了对接过程的从容差设计。对结构进行仿真实验验证，整个连接机构具备轴向2mm，周向18°的对接容差。本发明用于机器人关节上，具备机械式和电磁式的优点，保证构型转换稳定的实现。

技术领域

本发明涉及一种基于形状记忆合金驱动器的快换接头，属于机器人技术领域。

背景技术

快换接头在机器人设计中具有十分重要的作用，现在的机器人大多具备不同的关节，而不同的关节之间由于固定连接，构型固定，工作时能够完成的任务十分单一，由于快换接头的产生便可以使构型相互转换，从而按照任务不停地变换自己的构型。由于超冗余机械臂具备冗余的自由度，可以满足很多工况下的任务执行，当和快换接头连接时，其工作空间可以大幅提高，因此连接结构对于整个机器人的任务实现具备十分重要的作用。

从现有的对接机构来看，连接分离机构大致可以分为电磁式结构和机械结构，而机械结构又可以分为销钉结构和卡爪结构。电磁式结构具有的优点是结构简单，缺点是链接过程中切向的连接强度较低，同时如果采用电磁铁连接，在模块中间存在散热问题需要解决；而机械结构不存在散热问题，其中销钉式结构在分离过程中需要两个模块分开一定的距离才能够彻底分离，因此当机器人长度较长时，在狭窄空间会受到限制。

发明内容

本发明的目的在于为机械臂的构型转换提供一种基于形状记忆合金驱动器的快换接头，从而完成自重构过程。

本发明在连接分离机构上采用卡爪形式，同时综合考虑运动灵活性和结构复杂性，因此，本发明旨在设计一种自重构的连接机构，具备机械式和电磁式的优点，保证构型转换稳定的实现。

实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于形状记忆合金驱动器的快换接头，包括：执行机构、形状记忆合金双程驱动器、电气接口及传感系统；所述的执行机构包括：主动连接板、凸轮、垫片、螺钉一、合金丝固定下板、合金丝固定上板、螺钉二、定位销轴、被动接口板、四个钩爪、两个深沟球轴承及四个钩爪连接销轴；

所述的凸轮的轮轴竖直朝下设置，凸轮的上端设有正方形板，所述的正方形板的四个棱角均为圆角，凸轮上设有一正方形台肩，所述的正方形台肩的四个顶角均为沿各自对角线方向延伸的圆弧形顶角，所述的主动连接板中部设有安装座，所述的安装座设有中心台肩通孔，主动连接板与被动接口板上下平行设置，所述的被动接口板中心处设有倒置的与所述的中心台肩通孔同轴的圆台形通孔，主动连接板中部的安装座匹配设置在被动接口板所述的圆台形通孔内，主动连接板和被动接口板通过定位销轴定位，凸轮的轮轴上设有限位块一，主动连接板的安装座的中心台肩通孔内设有用于与凸轮的轮轴上的限位块一机械限位的限位块二；主动连接板和被动接口板对应位置分别设有四个长方形槽，四个所述的长方形槽沿主动连接板的十字中心线设置，被动接口板上的四个长方形槽相对于被动接口板十字中心线对称设置，每个钩爪的钩端分别对应穿出主动连接板和被动接口板的长方形槽，四个钩爪相对于凸轮的中心轴线对称设置，所述的四个钩爪分别通过钩爪连接销轴与主动连接板铰接，四个钩爪的钩端均朝向凸轮一侧设置，凸轮的轮轴设置在主动连接板的中心台肩通孔内，凸轮的轮轴上安装有两个深沟球轴承，所述的两个深沟球轴承设置在主动连接板的中心台肩通孔内，凸轮的轮轴外端设有垫片，所述的凸轮的轮轴中心处设有螺纹孔，所述的螺钉一穿过垫片与凸轮的轮轴的螺纹孔旋接，凸轮的正方形板上端固定有合金丝固定下板，合金丝固定上板设置在合金丝固定下板上方，合金丝固定下板与合金丝固定上板之间通过螺钉二连接；所述的形状记忆合金双程驱动器与执行机构的主动连接板连接，所述的电气接口与执行机构的主动连接板和被动接口板连接，所述的传感系统也与主动连接板和被动接口板连接。